Planteamiento de un diseño solar fotovoltaico que supla la demanda de energía eléctrica de una vivienda residencial de estrato 6

Proposal for a photovoltaic solar design to supply the electrical energy demand of a high-end residential home (stratum 6)

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Resumen (es)

Objetivo: desarrollar un sistema fotovoltaico optimizado para cubrir la demanda energética de una vivienda residencial de estrato 6 en Bogotá, mediante la evaluación de su viabilidad técnica y económica. El estudio se centra en garantizar autosuficiencia energética y rentabilidad, con adaptación a las condiciones específicas de consumo y ubicación.
Metodología: se caracterizó el consumo energético de la vivienda y las condiciones técnicas del sitio para dimensionar los componentes del sistema: paneles solares, inversor, protecciones y cableado, y cumplimiento de normativas vigentes. El análisis económico incluyó inversión inicial, ahorros energéticos, costos operativos y flujos de caja, y cálculo de indicadores de rentabilidad como VPN y TIR.
Resultados: se determinó la instalación de nueve paneles policristalinos de 340 W y un inversor trifásico Huawei, con una inversión total de COP 13 473 012. El sistema demostró alta rentabilidad, con un valor presente neto (VPN) de COP 80 814 521 y una tasa interna de retorno (TIR) del 35,4 %, con ganancias a partir del quinto año. Además, se logró una reducción de emisiones de 0,30016 toneladas de CO2. Conclusiones: el sistema fotovoltaico implementado optimizó los espacios disponibles y mostró rentabilidad excepcional, y superó en 23,4 puntos porcentuales la tasa de descuento mínima requerida. La proyección a 25 años confirma su viabilidad financiera y ambiental, con ganancias significativas y un impacto positivo en la reducción de emisiones.

Resumen (en)

Objective: To develop an optimized photovoltaic system to meet the total energy demand of a stratum 6 residential home in Bogotá, evaluating its technical and economic feasibility. The study focuses on ensuring energy self-sufficiency and profitability, tailored to specific consumption and location conditions.
Methodology: The home’s energy consumption and site technical conditions were characterized to size the system components: solar panels, inverter, protections, and wiring, complying with current regulations. The economic analysis included initial investment, energy savings, operational costs, and cash flows, calculating profitability indicators such as NPV and IRR.
Results: The installation of 9 polycrystalline 340 W panels and a three-phase Huawei inverter was determined, with a total investment of COP 13 473 012. The system demonstrated high profitability, with an NPV of COP 80 814 521 and an IRR of 35,4 %, generating profits from the fifth year. Additionally, an emissions reduction of 0,30016 tons of CO2 was achieved.
Conclusions: The implemented photovoltaic system optimized available space and showed exceptional profitability, exceeding the minimum required discount rate by 23,4 percentage points. The 25-year projection confirms its financial and environmental viability, with significant profits and a positive impact on emissions reduction.